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        1. 如圖所示,電子電量為e=1.6×10-19C,質(zhì)量為m=9.0×10-31kg,在O點(diǎn)以水平速度v0=8.0×106m/s沿極板中心飛入平行板電容器,已知兩極板間距為d=16cm,板長(zhǎng)為l=16cm,電子恰好從上極板的邊緣飛出,進(jìn)入垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,區(qū)域足夠大,電子在磁場(chǎng)力的作用下又恰好從下極板邊緣進(jìn)入電場(chǎng),并在進(jìn)入電場(chǎng)瞬間改變極板電性,電壓大小不變,(電子重力不計(jì))求:
          (1)電子第一次通過(guò)電場(chǎng)所花的時(shí)間.
          (2)兩極板間的電壓大。
          (3)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多少?
          (4)請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出電子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的所有軌跡(不要求計(jì)算).
          (1)粒子在電場(chǎng)中做類(lèi)似平拋運(yùn)動(dòng),平行極板方向,電子做勻速直線運(yùn)動(dòng),有:
          t=
          l
          v0
          =
          0.16
          8×106
          =2×108s
          (2)垂直極板方向,電子做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),有:
          y=
          1
          2
          at2
          根據(jù)牛頓第二定律,有:
          a=
          eU
          dm

          解得:
          U=
          2mdy
          et2
          =
          2×9×10-31×0.16×
          0.16
          2
          1.6×10-19×(2×108)2
          =360V
          (3)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律,有:
          evtB=m
          v2t
          R

          其中:vt=
          v20
          +(at)2
          =8
          2
          ×106m/s
          由幾何關(guān)系得:
          R=0.8
          2
          m
          故:B=
          mvt
          eR
          =
          9×10-31×8
          2
          ×106
          1.6×10-19×0.08
          2
          =5.625×10-4T
          (4)如圖所示

          答:(1)電子第一次通過(guò)電場(chǎng)所花的時(shí)間為2×108s.
          (2)兩極板間的電壓大小為360V.
          (3)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為5.625×10-4T.
          (4)電子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的所有軌跡如圖所示.
          練習(xí)冊(cè)系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

          空間存在一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,其方向垂直紙面向里,還有一點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng),如圖所示,一帶電粒子-q以初速度v0從圖示位置垂直于電場(chǎng)、磁場(chǎng)入射,初位置到點(diǎn)電荷+Q的距離為r,則粒子在電、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡不可能為(  )
          A.以點(diǎn)電荷+Q為圓心,以r為半徑,在紙平面內(nèi)的圓周
          B.初階段在紙面內(nèi)向右偏的曲線
          C.初階段在紙面內(nèi)向左偏的曲線
          D.沿初速度v0方向的直線

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          科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

          如圖所示,光滑軌道ABCD固定在豎直平面內(nèi),由直軌道AB與圓弧軌道BCD平滑相切對(duì)接組成.圓弧的圓心為O點(diǎn),半徑大小為R,OB與豎直方向OC夾角θ=37°,D點(diǎn)與圓心O點(diǎn)等高;豎直且過(guò)B點(diǎn)的直線PQ右側(cè)空間內(nèi),被水平且過(guò)O點(diǎn)、D點(diǎn)的直線MN分為下區(qū)域Ⅰ和上區(qū)域Ⅱ,下區(qū)域Ⅰ內(nèi)存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)為
          E1
          ,上區(qū)域Ⅱ內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)為
          E2
          .質(zhì)量為m,電荷量為q的帶正電小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),從直軌道上A點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑,A點(diǎn)離軌道最低點(diǎn)C的高度為2R,已知
          E1
          =
          mg
          q
          E2
          =
          3mg
          4q
          ,求:
          (1)小滑塊滑到C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力大小;
          (2)小滑塊離開(kāi)D點(diǎn)后,運(yùn)動(dòng)到與D點(diǎn)等高時(shí),距D點(diǎn)的水平距離;
          (3)小滑塊離開(kāi)D點(diǎn)后,在區(qū)域Ⅱ運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間,它所受合外力的瞬時(shí)功率最小.

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          科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

          如圖所示的坐標(biāo)系xoy中,M、P為與x軸垂直放置的足夠大平板,其中M板位于x=0處.P為感光板位于x=2d處,N為位于x=d處的與P板平行的界面.位于坐標(biāo)原點(diǎn)處的粒子源,可以向xov平面內(nèi)y軸右側(cè)的各個(gè)方向發(fā)射質(zhì)量為m,電荷量為q、速率均相同的帶正電粒子,在d≤x≤2d的區(qū)域內(nèi)存在垂直坐標(biāo)平面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng).粒子源沿x軸方向射出的粒子恰好打不到P上,不計(jì)粒子重力
          (1)求從粒子源射出的粒子速率v0
          (2)若在M、N之間加上水平向有的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小E=
          3qdB2
          2m
          ,則感光板p上被粒子打中區(qū)域的長(zhǎng)度多大?

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          科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

          如圖所示,在x軸上方存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一對(duì)正、負(fù)電子(質(zhì)量m,電荷量為e)從x軸上的O點(diǎn)以速度v斜向上射入磁場(chǎng)中,速度方向與x軸的夾角為45°并與磁場(chǎng)方向垂直.正電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后,從x軸上的M點(diǎn)射出磁場(chǎng).負(fù)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后,從x軸上的N點(diǎn)射出磁場(chǎng).求:
          (1)畫(huà)出正、負(fù)電子的運(yùn)動(dòng)軌跡,在x軸上標(biāo)出M、N的位置
          (2)MN兩點(diǎn)間的距離
          (3)正電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.

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          科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

          如圖為裝置的垂直截面圖,虛線A1A2是垂直截面與磁場(chǎng)區(qū)邊界面的交線,勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在A1A2的右側(cè)區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T,方向垂直紙面向外,A1A2與垂直截面上的水平線夾角為45°.在A1A2左側(cè),固定的薄板和等大的擋板均水平放置,它們與垂直截面交線分別為S1、S2,相距L=0.2m.在薄板上P處開(kāi)一小孔,P與A1A2線上點(diǎn)D的水平距離為L(zhǎng).在小孔處裝一個(gè)電子快門(mén).起初快門(mén)開(kāi)啟,一旦有帶正電微粒通過(guò)小孔,快門(mén)立即關(guān)閉,此后每隔T=3.0×10-3s開(kāi)啟一次并瞬間關(guān)閉.從S1S2之間的某一位置水平發(fā)射一速度為v0的帶正電微粒,它經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域后入射到P處小孔.通過(guò)小孔的微粒與檔板發(fā)生碰撞而反彈,反彈速度大小是碰前的0.5倍.
          (1)通過(guò)一次反彈直接從小孔射出的微粒,其初速度v0應(yīng)為多少?
          (2)求上述微粒從最初水平射入磁場(chǎng)到第二次離開(kāi)磁場(chǎng)的時(shí)間.(忽略微粒所受重力影響,碰撞過(guò)程無(wú)電荷轉(zhuǎn)移.已知微粒的荷質(zhì)比
          q
          m
          =1.0×103C/kg
          .只考慮紙面上帶電微粒的運(yùn)動(dòng))

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          科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

          如圖所示,一束電子(電荷量為e)以速度v垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,穿過(guò)磁場(chǎng)時(shí)速度方向與電子原來(lái)入射方向的夾角是30°,則電子的質(zhì)量是多少?電子穿過(guò)磁場(chǎng)的時(shí)間是多少?

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          科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

          圖為測(cè)量某種離子的比荷的裝置.讓中性氣體分子進(jìn)入電離室A,在那里被電離成離子.這些離子從電離室的小孔飄出,從縫S1進(jìn)入加速電場(chǎng)被加速,然后讓離子從縫S2垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng),最后打在底片上的P點(diǎn).已知加速電壓為U,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,縫S2與P之間的距離為a,離子從縫S1進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度不計(jì),求該離子的比荷
          q
          m

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          科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

          如圖所示,水平地面上方有一絕緣彈性豎直薄檔板,板高h(yuǎn)=3m,與板等高處有一水平放置的小籃筐,筐口中心距擋板s=1m.圖示空間同時(shí)存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T,而勻強(qiáng)電場(chǎng)未在圖中畫(huà)出.質(zhì)量m=1×10-3kg、電量q=-2×10-3C的帶電小球a(視為質(zhì)點(diǎn)),自擋板下端以某一水平速度v0開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng),與質(zhì)量相等,靜止不帶電小球b(視為質(zhì)點(diǎn))發(fā)生彈性碰撞.b球向左側(cè)運(yùn)動(dòng)恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng),若b球與檔板相碰后以原速率彈回,且碰撞時(shí)間不計(jì),碰撞時(shí)電量不變,b小球最后都能從筐口的中心處落入筐中.(g取10m/s2,可能會(huì)用到三角函數(shù)值sin37°=0.6,cos37°=0.8).試求:
          (1)碰撞后兩小球速度大小
          (2)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小與方向;
          (3)小球運(yùn)動(dòng)的可能最大速率;
          (4)b小球運(yùn)動(dòng)的可能最長(zhǎng)時(shí)間.

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